(57)【要約】【課題】  複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する光軸の直交方向のずれに因る光軸と直交方向の被写体画像の位置ずれを容易に補正できる撮像機器の光軸補正装置を提供する。【解決手段】  複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、上記複数の光学要素のうちの少なくとも一つを光軸と直交する平面内で作動させる光学要素シフト手段と、上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する、各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る被写体画像の位置ずれに関係するデータを予め記憶した記憶手段と、上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて、上記記憶手段に記憶した上記被写体画像の位置ずれに関係するデータに基づき上記光学要素シフト手段によって上記複数の光学要素のうちの少なくとも一つを光軸と直交する平面内で駆動して被写体画像の位置ずれを補正する光軸補正制御手段とを備えた。【選択図】      図２
2007122032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、
上記複数の光学要素のうちの少なくとも一つを光軸と直交する平面内で作動させる光学要素シフト手段と、
上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する、各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る被写体画像の位置ずれに関係するデータを予め記憶した記憶手段と、
上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて、上記記憶手段に記憶した上記被写体画像の位置ずれに関係するデータに基づき上記光学要素シフト手段によって上記複数の光学要素のうちの少なくとも一つを光軸と直交する平面内で駆動して被写体画像の位置ずれを補正する光軸補正制御手段と、を備えたことを特徴とする撮像機器の光軸補正装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像機器の光軸補正装置において、上記光学要素位置変換手段は、光軸上に位置する複数の光学要素の光軸方向間隔を変化させて焦点距離を変化させるズーム駆動機構である撮像機器の光軸補正装置。
【請求項３】
請求項１記載の撮像機器の光軸補正装置において、上記光学要素位置変換手段は、光軸上の挿入位置と該光軸から離脱した位置に挿入光学要素を移動させる挿抜駆動機構である撮像機器の光軸補正装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項記載の撮像機器の光軸補正装置において、上記光軸補正制御手段は、光学要素位置変換手段の動作が終了してから光軸補正動作を実行する撮像機器の光軸補正装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項記載の撮像機器の光軸補正装置は上記被写体画像を撮像する撮像センサを備え、上記光学要素シフト手段によって光軸と直交する平面内で作動される光学要素は上記撮像センサである撮像機器の光軸補正装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項記載の撮像機器の光軸補正装置において、撮像光学系に加わる振れの大きさと方向に応じて、上記光学要素シフト手段によって光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて撮像面上での像振れをキャンセルさせる像振れ補正制御手段を備えている撮像機器の光軸補正装置。
【請求項７】
請求項６記載の撮像機器の光軸補正装置において、上記像振れ補正制御手段による像振れ補正機能はオンオフ可能であり、像振れ補正機能がオンのとき、像振れ補正制御手段は、上記記憶手段に記憶したデータを加味して、上記光学要素シフト手段による像振れ補正用の光学要素駆動量を決定する撮像機器の光軸補正装置。
【請求項８】
複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、
撮像光学系に加わる振れの大きさと方向に応じて、上記複数の光学要素に含まれる振れ補正光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて撮像面上での像振れをキャンセルさせる像振れ補正手段と、
上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る上記被写体画像の位置ずれに関係するデータを予め記憶した記憶手段と、
上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて上記記憶手段に記憶したデータを読み出し、上記像振れ補正手段によって被写体画像の位置ずれを補正する位置へ振れ補正光学要素を駆動させる光軸補正制御手段と、を備えたことを特徴とする撮像機器の光軸補正装置。
【請求項９】
複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、上記複数の光学要素のうち少なくとも一つを光軸と直交する平面内で作動させる光学要素シフト手段とを備える撮像機器において、
上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る上記被写体画像の位置ずれ量を測定するステップと；
測定した位置ずれ量に基づいて被写体画像の位置ずれを補正する上記少なくとも一つの光学要素の駆動量を演算するステップと；
上記演算した駆動量を記憶手段に予め記憶させるステップと；
上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて上記記憶手段に記憶した駆動量を読み出し、上記光学要素シフト手段によって上記少なくとも一つの光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて被写体画像の位置ずれを補正するステップと；を有することを特徴とする撮像機器の光軸補正方法。
【請求項１０】
複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、上記複数の光学要素のうち少なくとも一つを光軸と直交する平面内で作動させる光学要素シフト手段とを備える撮像機器において、
上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る上記被写体画像の位置ずれに関係するデータを測定して、そのデータを記憶手段に予め記憶させるステップと；
上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて上記記憶手段に記憶したデータを読み出し、光学要素シフト手段により被写体画像の位置ずれを補正する補正量を演算するステップと；
この補正量に基づき光学要素シフト手段によって上記少なくとも一つの光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて上記被写体画像の位置ずれを補正するステップと；を有することを特徴とする撮像機器の光軸補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像機器の光軸補正装置及び撮像機器の光軸補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラなどの撮像機器において、複数の光学要素の相互位置関係を変化させて被写体画像（撮像イメージ）の状態（主に倍率）を変化させるのは、ごく一般的な動作である。このような被写体画像変化の動作は様々であるが、例えば、ズームレンズにおけるズーミング動作、ワイドコンバーターやマクロレンズなどの補助光学要素の光軸上への挿抜動作などが挙げられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、複数の光学要素の相互位置を変化させると、各位置毎に特有の、光学系の光軸に垂直な方向のずれ（偏心）が生じることがある。このような光軸ずれが発生すると、撮像画面上における被写体像位置が光軸と略直交する方向（撮像画面と平行）に移動してしまう。しかし、このような光軸ずれを、発生箇所の精度を高めることによってゼロにすることは非常に難しい。
【０００４】
本発明は、複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する光軸に垂直な方向の位置ずれに起因する被写体画像の位置ずれを容易に補正可能な、撮像機器の光軸補正装置及び撮像機器の光軸補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の撮像機器の光軸補正装置は、複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、上記複数の光学要素のうちの少なくとも一つを光軸と直交する平面内で作動させる光学要素シフト手段と、上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する、各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る被写体画像の位置ずれに関係するデータを予め記憶した記憶手段と、上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて、上記記憶手段に記憶した上記被写体画像の位置ずれに関係するデータに基づき上記光学要素シフト手段によって上記複数の光学要素のうちの少なくとも一つを光軸と直交する平面内で駆動して被写体画像の位置ずれを補正する光軸補正制御手段を備えたことを特徴としている。
【０００６】
光学要素位置変換手段は、例えば、光軸上に位置する複数の光学要素の光軸方向間隔を変化させて焦点距離を変化させるズーム駆動機構とすることができる。または、光学要素位置変換手段を、光軸上の挿入位置と該光軸から離脱した位置に挿入光学要素を移動させる挿抜駆動機構とすることも可能である。
【０００７】
光軸補正制御手段は、光学要素位置変換手段の動作が終了してから光軸補正動作を実行することが好ましい。
【０００８】
光学要素シフト手段によって光軸と直交する平面内で作動される光学要素は、例えば撮像センサとすることができる。
【０００９】
さらに、撮像機器に加わる振れの大きさと方向に応じて、光学要素シフト手段によって光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて撮像面上での像振れをキャンセルさせる像振れ補正制御手段を設けてもよい。この場合、像振れ補正制御手段による像振れ補正機能をオンオフ可能として、像振れ補正機能がオンのとき、像振れ補正制御手段は、記憶手段に記憶したデータを加味して、光学要素シフト手段による像振れ補正用の光学要素駆動量を決定するとよい。
【００１０】
本発明の撮像機器の光軸補正装置はまた、複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、撮像光学系に加わる振れの大きさと方向に応じて、上記複数の光学要素に含まれる振れ補正光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて撮像面上での像振れをキャンセルさせる像振れ補正手段と、上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る上記被写体画像の位置ずれに関係するデータを予め記憶した記憶手段と、上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて上記記憶手段に記憶したデータを読み出し、上記像振れ補正手段によって被写体画像の位置ずれを補正する位置へ振れ補正光学要素を駆動させる光軸補正制御手段を備えたことを特徴としている。
【００１１】
別の観点からなる本発明は、複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、上記複数の光学要素のうち少なくとも一つを光軸と直交する平面内で作動させる光学要素シフト手段とを備える撮像機器において、上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る上記被写体画像の位置ずれ量を測定するステップと、測定した位置ずれ量に基づいて被写体画像の位置ずれを補正する上記少なくとも一つの光学要素の駆動量を演算するステップと、上記演算した駆動量を記憶手段に予め記憶させるステップと、上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて上記記憶手段に記憶した駆動量を読み出し、上記光学要素シフト手段によって上記少なくとも一つの光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて被写体画像の位置ずれを補正するステップを有することを特徴としている。する撮像機器の光軸補正方法。
【００１２】
本発明はまた、複数の光学要素の相互位置を異ならせて被写体画像の状態を変化させる光学要素位置変換手段を含む撮像光学系と、上記複数の光学要素のうち少なくとも一つを光軸と直交する平面内で作動させる光学要素シフト手段とを備える撮像機器において、上記光学要素位置変換手段により複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する各光学要素間の光軸と直交する方向の位置ずれに因る上記被写体画像の位置ずれに関係するデータを測定して、そのデータを記憶手段に予め記憶させるステップと、上記光学要素位置変換手段の動作状態に応じて上記記憶手段に記憶したデータを読み出し、光学要素シフト手段により被写体画像の位置ずれを補正する補正量を演算するステップと、この補正量に基づき光学要素シフト手段によって上記少なくとも一つの光学要素を光軸と直交する平面内で作動させて上記被写体画像の位置ずれを補正するステップを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
以上の本発明の光軸補正装置及び光軸補正方法によれば、撮像機器において複数の光学要素の相互位置を変化させたときに発生する光軸に垂直な方向の被写体画像の位置ずれを容易に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明による撮像機器の一実施形態であるデジタルカメラ１０を示している。
デジタルカメラ１０は、カメラボディ１１の正面にズームレンズ鏡筒１２、光学ファインダー１３、ストロボ１４を備え、カメラボディ１１の上面にシャッタボタン１５を備え、カメラボディ１１の背面にズームスイッチ１６と撮影モード切替スイッチ１７を備えている。
【００１５】
図２に示すように、ズームレンズ鏡筒１２の撮像光学系は、複数のレンズ群Ｌ１、Ｌ２及びＬ３を含むズームレンズ２０と、該ズームレンズの焦点位置に設けた撮像センサ（振れ補正光学要素）２１を備えている。ズームレンズ２０の光軸はＯＺで示している。デジタルカメラ１０はまた、メインＣＰＵ（光軸補正制御手段、像振れ補正制御手段）２２、振れ補正制御ＣＰＵ（光軸補正制御手段、像振れ補正制御手段）２３、ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）２４、Ｘジャイロセンサ２５、Ｙジャイロセンサ２６を内蔵している。
【００１６】
ズームレンズ２０を構成するレンズ群Ｌ２は、ズームモータ（光学要素位置変換手段）３０を駆動源とするズーム駆動機構（光学要素位置変換手段）３１を介して設計的には（理想的には）光軸ＯＺに沿って移動され、このレンズ群Ｌ２の移動によりズームレンズ２０の焦点距離が変化する。なお、ここでは説明を簡略にするためにレンズ群Ｌ２のみが移動するものとしているが、焦点距離の変更に際してはレンズ群Ｌ１、Ｌ３を含む複数のレンズ群を移動させてもよい。ズームスイッチ１６はテレ（Tele）側とワイド（Wide）側に操作可能なモーメンタリスイッチであり、テレ（Tele）側への操作によりズームレンズ２０が長焦点側へ変化し、ワイド（Wide）側への操作によりズームレンズ２０が短焦点側へ変化する。
【００１７】
また、Ｘ軸モータ（光学要素シフト手段）３２を駆動源とするＸ駆動機構（光学要素シフト手段）３４と、Ｙ軸モータ（光学要素シフト手段）３３を駆動源とするＹ駆動機構（光学要素シフト手段）３５を介して、撮像センサ２１を光軸ＯＺと直交する平面内で移動させることができる。詳細には、Ｘ駆動機構３４は、光軸ＯＺと直交する平面内における左右方向であるＸ軸方向（図２参照）へ撮像センサ２１を直進移動させ、Ｙ駆動機構３５は、光軸ＯＺと直交する平面内における上下方向であるＹ軸方向（図２参照）へ撮像センサ２１を直進移動させる。Ｘ軸とＹ軸は互いに直交した関係にある。
【００１８】
このＸ駆動機構３４（Ｘ軸モータ３２）とＹ駆動機構３５（Ｙ軸モータ３３）を用いて、デジタルカメラ１０に加わる振れの方向と大きさに応じて撮像センサ２１を移動させることにより、撮像センサ２１の撮像面上における被写体画像のずれ（像振れ）を補正することができる。詳細には、Ｘジャイロセンサ２５とＹジャイロセンサ２６はそれぞれ、Ｘ軸とＹ軸周りにおける移動角速度を検出する。そして、Ｘジャイロセンサ２５とＹジャイロセンサ２６を介して検出したＸ、Ｙ両軸方向の振れの角速度を時間積分して移動角度を求め、該移動角度から焦点面（撮像センサ２１の撮像面）上でのＸ軸方向及びＹ軸方向の像の移動量を演算すると共に、この像振れをキャンセルするための各軸方向に関する撮像センサ２１の駆動量及び駆動方向（Ｘ軸モータ３２とＹ軸モータ３３の駆動量）を演算する。そして、この演算値に基づいて、振れ補正制御ＣＰＵ２３がＸ軸モータ３２とＹ軸モータ３３を駆動制御する。これにより、撮像センサ２１で撮像される被写体像の振れが抑制される。撮影モード切替スイッチ１７のオンによってこの像振れ補正モードに入ることができ、撮影モード切替スイッチ１７をオフにした状態では、像振れ補正機能が停止されて通常撮影を行うことができる。なお、Ｘ駆動機構３４とＹ駆動機構３５を同時に独立駆動すれば、撮像センサ２１を任意の方向に直線移動や曲線移動させることができる。
【００１９】
レンズ群Ｌ２は、焦点距離変更の際に、設計的にはズームレンズ２０の光軸ＯＺに沿って（平行に）移動されるものである。しかし、図２に示すように、現実にはわずかながら光軸ＯＺと非平行に、即ち実線位置から破線位置へとレンズ群Ｌ２を移動された結果、同図に破線ＯＺ′で示す光軸の位置ずれが生じたとする。すると、撮像センサ２１の撮像面上での被写体画像の位置が実線位置から破線位置へずれてしまう。デジタルカメラ１０は、前述の像振れ補正動作とは別に、この焦点距離変更に伴う光軸ずれの影響をキャンセルさせる方向に撮像センサ２１を駆動させて被写体画像の位置ずれを防ぐことができる。
【００２０】
図３ないし図５のフローチャートは、焦点距離変更に伴う光軸補正制御を示すものである。当該制御の前提として、本実施形態のズームレンズ２０の焦点距離はワイド端からテレ端まで７段階でステップワイズに設定される。図３ではこの７段階の焦点距離情報をズームデータ（ZoomData）１〜７として表しており、ワイド端をズームデータ１、テレ端をズームデータ７、その中間の焦点距離ステップをそれぞれズームデータ２〜６としている。
【００２１】
ここで、ズームレンズ２０の製造誤差、組み付け誤差などによっていずれかのレンズの光軸が設計上の光軸ＯＺからずれていた場合または傾いていた場合、あるいはズーミングの際に可動レンズが設計上の光軸ＯＺ上を平行に移動しない場合は、ズーミングすると、ズームレンズ２０の像面方向に延びる実際の光軸が撮像センサ２１と交差する位置が移動してしまい、撮像センサ２１に形成される被写体画像が移動してしまう場合がある。そこで、ワイド端からテレ端までの７ステップの焦点距離における光軸ずれ量、具体的には例えば被写体画像が基準位置から移動した量が予め測定され、各焦点距離の光軸ずれによる被写体画像の位置ずれを補正するための撮像センサ２１の駆動量を示すシフトデータ（ShiftData）が演算され、ＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれている。各焦点距離用のシフトデータは、Ｘ軸モータ３２の駆動量を示すＸ方向用シフトデータとＹ軸モータ３３の駆動量を示すＹ方向用シフトデータからなっており、ズームデータ１（ワイド端）に対応するＸシフトデータ１とＹシフトデータ１から、ズームデータ７（テレ端）に対応するＸシフトデータ７とＹシフトデータ７までの計１４データが記録されている。なお、本実施形態では便宜的にズーム段数を７ステップとしているが、ズーム段数の数はこれに限定されるものではない。
【００２２】
なおこの実施例の各７個のＸ方向用シフトデータ、Ｙ方向用シフトデータは、各ズームステップにズーミングしたときに、撮像センサ２１の撮像面中心と、実際の光軸ＯＺが撮像面と交差（軸上光線が入射）する点のＸ方向、Ｙ方向の距離を測定したデータである。
この実施例は、撮像センサ２１のＸ方向位置およびＹ方向位置を検知する位置センサ３６、３７を備えている。位置センサ３６、３７は、撮像センサ２１のＸ方向、Ｙ方向の絶対位置をその可動範囲全域に亘って検知できる構成とすれば、光軸ずれ補正後の撮像センサ２１の位置を正確に設定できる。
【００２３】
また、ＥＥＰＲＯＭ２４には被写体画像が基準位置からずれる位置ずれ量をメモリし、ズームレンズ２０がズーミングしたときに対応する位置ずれ量を読み出して、Ｘ軸、Ｙ軸モータ３２、３３を駆動する駆動量を演算してもよい。
【００２４】
図３のフローチャートは、メインＣＰＵ２２による制御を示している。ズームスイッチ１６の操作が入力されると（ステップＳ１０）、ズームスイッチ１６の状態が変化するか否かを判別する（ステップＳ１１）。ここでズームスイッチ１６の状態が変化しなければ（ステップＳ１１のＮ）、光軸の変位も生じないので、光軸補正を行わずにフローチャートから抜ける。ズームスイッチ１６の状態が変化する場合は（ステップＳ１１のＹ）、そのスイッチ操作に応じてワイド端からテレ端までの７段階のいずれの焦点距離が選択されたかをチェックする（ステップＳ１２〜Ｓ１８）。そして、選択された焦点距離（ズームデータ）に対応するＸ方向とＹ方向のシフトデータをＥＥＰＲＯＭ２４から読み出し（ステップＳ１９〜Ｓ２５）、ズームデータｎ（ｎは１〜７のうちの所定の番号。以下同様）、Ｘシフトデータｎ及びＹシフトデータｎを振れ補正制御ＣＰＵ２３へ送信する（ステップＳ２６、Ｓ２７）。例えば、ズームスイッチ１６の操作によってワイド端から数えて３番目、すなわちズームデータ３の焦点距離ステップに変更される場合（ステップＳ１４のＹ）、ＥＥＰＲＯＭ２４から読み出されるシフトデータは、Ｘシフトデータ３とＹシフトデータ３となる（ステップＳ２１）。
【００２５】
振れ補正制御ＣＰＵ２３は、入力されたズームデータｎに基づいてズームモータ３０を駆動してズームレンズ２０の焦点距離を変更させる。さらに、入力されたＸシフトデータｎとＹシフトデータｎに基づいてＸ軸モータ３２とＹ軸モータ３３を駆動して、焦点距離変化に伴う光軸ずれを補正する。なお、本実施形態のデジタルカメラ１０は撮影モード切替スイッチ１７によって像振れ補正モードのオンオフが可能であり、像振れ補正モードがオンのときとオフのときでは制御に相違がある。
【００２６】
図４は、像振れ補正モードがオフのときの振れ補正制御ＣＰＵ２３による光軸補正制御を示している。図３のステップＳ２６、Ｓ２７においてメインＣＰＵ２２から送信されたズームデータｎ、Ｘシフトデータｎ及びＹシフトデータｎが振れ補正制御ＣＰＵ２３に入力され（ステップＳ３０、Ｓ３１）、ズームデータに基づいてズームモータ３０が駆動される（ステップＳ３２）。するとレンズ群Ｌ２が光軸方向へ移動して焦点距離が変化する。設定された焦点距離に到達してズームモータ３０が停止されると（ステップＳ３３のＹ）、続くステップＳ３４において光軸補正のためのＸ軸方向の移動量が演算される。ここでは、設計上のＸ軸方向の画像中心位置（XCenter）と入力されたＸシフトデータｎとの差によりＸ移動量が求められる。そして、演算された移動量に基づいてＸ軸モータ３２が駆動されて撮像センサ２１がＸ軸方向へ移動する（ステップＳ３５）。Ｘ軸モータ３２の駆動が終了すると（ステップＳ３６のＹ）、ステップＳ３７において光軸補正のためのＹ軸方向の移動量が演算される。Ｘ軸の場合と同様に、設計上のＹ軸方向の画像中心位置（YCenter）と入力されたＹシフトデータｎとの差によりＹ移動量が求められる。そして、演算された移動量に基づいてＹ軸モータ３３が駆動されて撮像センサ２１がＹ軸方向へ移動し（ステップＳ３８）、Ｙ軸モータ３３の駆動が終了すると（ステップＳ３９のＹ）、光軸補正制御が終了する。以上の制御により、焦点距離が変更されても被写体画像の位置ずれを防ぐことができる。
【００２７】
図５は像振れ補正モードがオンのときの振れ補正制御ＣＰＵ２３による光軸補正制御を示している。まずは図４の像振れ補正モードのオフ時と同様に、メインＣＰＵ２２から送信されたズームデータｎ、Ｘシフトデータｎ及びＹシフトデータｎが振れ補正制御ＣＰＵ２３に入力される（ステップＳ４０、Ｓ４１）。図４における像振れ補正モードのオフ状態では、焦点距離変化による光軸ずれを補正するという単独の目的で撮像センサ２１を移動させており、撮像センサ２１が被写体画像位置補正位置まで移動した後は、次に焦点距離が変更されるまで撮像センサ２１を停止させておけばよい。一方、図５の像振れ補正モードでは、像振れ補正目的で撮像センサ２１が常時移動されるので、この像振れ補正用の撮像センサ２１の移動量（中央値）を求める際に前述のＸ、Ｙシフトデータｎを加味して演算することにより（ステップＳ４２、Ｓ４３）、像振れ補正と同時に焦点距離変化による光軸ずれを補正することができる。別言すれば、撮像センサ２１がＸ軸方向とＹ軸方向へ像振れ補正動作を行う際には、焦点距離変化による被写体画像の位置ずれの補正分が織り込まれた移動量が与えられる。
【００２８】
以上の実施形態は、ズームレンズ２０による焦点距離の変更から生じる光軸ずれを補正するタイプの光軸補正装置であるが、光軸と直交する方向への光学要素間の位置ずれが生じる原因はズーム動作に限らない。基本的に、複数の光学要素の相対位置を変化させて被写体像に何らかの変化（倍率変化）を与えようとする撮像機器であれば、このような位置ずれが生じる可能性がある。
【００２９】
図６ないし図９は、光軸ＯＺ上に挿抜可能な光学要素を有するデジタルカメラに本発明を適用した実施形態である。図６ないし図９では、図１ないし図５の実施形態と共通する部分は同符号で示し、重複する内容の説明は省略する。
【００３０】
図６のデジタルカメラ１００は挿抜スイッチ１１６を備えており、この挿抜スイッチ１１６を挿入（IN）側に操作すると、挿抜モータ（光学要素位置変換手段）１３０を駆動源とする挿抜駆動機構（光学要素位置変換手段）１３１を介して、挿抜レンズ群Ｌ２′が光軸ＯＺ上に挿入される。挿抜スイッチ１１６を離脱（OUT）側に操作すると、同じく挿抜駆動機構１３１を介して、挿抜レンズ群Ｌ２′が光軸ＯＺ上から光軸外に離脱される。なお、便宜上、ここでは挿抜される光学要素を第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ３の間の挿抜レンズ群Ｌ２′としているが、挿抜される光学要素の位置は任意である。また、挿抜レンズ群Ｌ２′の機能も任意であり、ワイドコンバーターやマクロレンズなど、挿抜によって被写体画像の状態（倍率）を変化させるものであればよい。
【００３１】
図６に示すように、挿抜レンズ群Ｌ２′を破線位置に挿入した結果、同図に破線ＯＺ′で示す光軸の位置ずれが生じたとする。すると、撮像センサ２１の撮像面上での被写体画像の位置が実線位置から破線位置へずれてしまうので、デジタルカメラ１００は、この光軸ずれの影響をキャンセルさせる方向に撮像センサ２１を駆動させて被写体画像の位置ずれを防ぐ。
【００３２】
図７のフローチャートは、メインＣＰＵ２２による制御を示している。この制御の前提として、挿抜レンズ群Ｌ２′を光軸上に挿入したときの光軸ずれ量または被写体画像の位置ずれ量が予め測定され、当該光軸ずれによって影響されるデータとして被写体画像位置ずれ量を補正するための撮像センサ２１の駆動量を示すシフトデータ（ShiftData）がＥＥＰＲＯＭ２４に書き込まれている。このシフトデータは、Ｘ軸モータ３２の駆動量を示すＸ方向用シフトデータとＹ軸モータ３３の駆動量を示すＹ方向用シフトデータからなっている。
【００３３】
図７のステップＳ５０において挿抜スイッチ１１６の操作が入力されると、挿抜スイッチ１１６の状態が変化するか否かを判別する（ステップＳ５１）。ここで挿抜スイッチ１１６の状態の変化がなければ（ステップ５１のＮ）、光軸の変位も生じないので、光軸補正を行わずにフローチャートから抜ける。挿抜スイッチ１１６の状態が変化する場合は（ステップＳ５１のＹ）、その挿抜状態に対応するＸ方向とＹ方向の各シフトデータがＥＥＰＲＯＭ２４から読み出される（ステップＳ５２）。そして、レンズ挿抜信号、Ｘシフトデータ及びＹシフトデータを振れ補正制御ＣＰＵ２３へ送信する（ステップＳ５３、Ｓ５４）。
【００３４】
続いて、振れ補正制御ＣＰＵ２３は、入力されたＸシフトデータとＹシフトデータに基づいてＸ軸モータ３２とＹ軸モータ３３を駆動して、挿抜レンズ群Ｌ２′の挿抜動作を起因とする光軸ずれを補正する。この制御を以下に示す。
【００３５】
図８は、像振れ補正モードがオフのときの振れ補正制御ＣＰＵ２３による光軸補正制御を示している。メインＣＰＵ２２から送信されたレンズ挿抜信号、Ｘシフトデータ及びＹシフトデータが振れ補正制御ＣＰＵ２３に入力され（ステップＳ６０、Ｓ６１）、レンズ挿抜信号に基づいて挿抜モータ１３０が駆動される（ステップＳ６２）。挿抜レンズ群Ｌ２′が指示位置まで移動して挿抜モータ１３０の駆動が終了すると（ステップＳ６３のＹ）、続くステップＳ６４において、入力されたＸシフトデータを用いて被写体画像の位置補正のためのＸ軸方向の移動量が演算され、演算された移動量に基づいてＸ軸モータ３２が駆動されて撮像センサ２１がＸ軸方向へ移動される（ステップＳ６５）。Ｘ軸モータ３２の駆動が終了すると（ステップＳ６６のＹ）、ステップＳ６７において、入力されたＹシフトデータを用いて被写体画像の位置補正のためのＹ軸方向の移動量が演算され、演算された移動量に基づいてＹ軸モータ３３が駆動されて撮像センサ２１がＹ軸方向へ移動し（ステップＳ６８）、Ｙ軸モータ３３の駆動が終了すると（ステップＳ６９のＹ）、光軸補正制御が終了する。以上の制御により、挿抜レンズ群Ｌ２′を挿入した状態であっても被写体画像の位置ずれを防ぐことができる。
【００３６】
図９は像振れ補正モードがオンのときの振れ補正制御ＣＰＵ２３による光軸補正制御を示している。まずは図８の像振れ補正モードのオフ時と同様に、メインＣＰＵ２２から送信されたレンズ挿抜信号、Ｘシフトデータ及びＹシフトデータが振れ補正制御ＣＰＵ２３に入力される（ステップＳ７０、Ｓ７１）。図８における像振れ補正モードのオフ状態では、レンズ挿抜による光軸ずれを補正するという単独の目的で撮像センサ２１を移動させており、撮像センサ２１が被写体画像位置補正位置まで移動した後は、次に焦点距離が変更されるまで撮像センサ２１を停止させておけばよい。一方、図９の像振れ補正モードでは、像振れ補正目的で撮像センサ２１が常時移動されるので、この像振れ補正用の撮像センサ２１の移動量（中央値）を求める際に前述のＸ、Ｙシフトデータを加味して演算することにより（ステップＳ７２、Ｓ７３）、像振れ補正と同時にレンズ挿抜による光軸ずれを補正することができる。別言すれば、撮像センサ２１がＸ軸方向とＹ軸方向へ像振れ補正動作を行う際には、レンズ挿抜による被写体画像の位置ずれの補正分が織り込まれた移動量が与えられる。
【００３７】
以上のように、本発明を適用した撮像機器の光軸補正装置及び光軸補正方法によれば、ズーミング時や光学要素の挿抜時に、容易に被写体画像の位置ずれを補正することができる。特に、像振れ補正手段を用いて被写体画像の位置ずれを補正しているため、光軸ずれ補正用に独自の駆動機構などを設ける必要がなく、構造がシンプルでコストパフォーマンスが高い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した光軸補正装置を備えたデジタルカメラの正面図である。
【図２】同デジタルカメラの主要な構成要素を模式的に示した図である。
【図３】同デジタルカメラの光軸補正制御のうち、メインＣＰＵにおける制御の流れを示すフローチャート図である。
【図４】同デジタルカメラの光軸補正制御のうち、像振れ補正モードがオフの状態での振れ補正制御ＣＰＵにおける制御の流れを示すフローチャート図である。
【図５】同デジタルカメラの光軸補正制御のうち、像振れ補正モードがオンの状態での振れ補正制御ＣＰＵにおける制御の流れを示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるデジタルカメラの主要な構成要素を模式的に示した図である。
【図７】第２の実施形態の光軸補正制御のうち、メインＣＰＵにおける制御の流れを示すフローチャート図である。
【図８】第２の実施形態の光軸補正制御のうち、像振れ補正モードがオフの状態での振れ補正制御ＣＰＵにおける制御の流れを示すフローチャート図である。
【図９】第２の実施形態の光軸補正制御のうち、像振れ補正モードがオンの状態での振れ補正制御ＣＰＵにおける制御の流れを示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０  １００  デジタルカメラ（撮像機器）
１６  ズームスイッチ
１７  撮影モード切替スイッチ
２０  ズームレンズ
２１  撮像センサ（振れ補正光学要素）
２２  メインＣＰＵ（光軸補正制御手段、像振れ補正制御手段）
２３  振れ補正制御ＣＰＵ（光軸補正制御手段、像振れ補正制御手段）
２４  ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）
２５  Ｘジャイロセンサ
２６  Ｙジャイロセンサ
３０  ズームモータ（光学要素位置変換手段）
３１  ズーム駆動機構（光学要素位置変換手段）
３２  Ｘ軸モータ（光学要素シフト手段）
３３  Ｙ軸モータ（光学要素シフト手段）
３４  Ｘ駆動機構（光学要素シフト手段）
３５  Ｙ駆動機構（光学要素シフト手段）
１１６  挿抜スイッチ
１３０  挿抜モータ（光学要素位置変換手段）
１３１  挿抜駆動機構（光学要素位置変換手段）
Ｌ１  Ｌ２  Ｌ３  レンズ群
Ｌ２′  挿抜レンズ群
ＯＺ  光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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